一种I2C从机地址冲突的访问电路以及地磁检测仪制造技术

本发明专利技术公开了一种I2C从机地址冲突的访问电路，包括I2C主机、多个I2C从机、选通电路。I2C主机的一个GPIO作为I2C从机选通控制管脚CTL，控制管脚CTL通过连接所述选通电路接入各个I2C从机。选通电路由多个级联或并联的MOS管组成。本发明专利技术通过使用选通电路实现对于多个I2C从机冲突地址的选择，实现了在仪器设备中使用多个I2C从机地址相同的器件，解决了传感器I2C从机地址冲突的难题。从机地址冲突的难题。从机地址冲突的难题。

【技术实现步骤摘要】
一种I2C从机地址冲突的访问电路以及地磁检测仪


[0001]本专利技术属于测量设备
，特别涉及一种I2C从机地址冲突的访问电路以及地磁检测仪。

技术介绍

[0002]在金属矿产资源勘査工作中，电磁法是一种常用的方法，即利用便携的手持地磁检测仪器，对目标区域的地下磁场分布进行探测，从而根据磁场异常分布来分析地下矿产资源的状况。其中，磁场传感器距离地表的距离是一项重要的参数。为了准确检测该参数，ToF(Time of Flight，飞行时间)激光测距传感器被用于手持式地磁检测仪中。在该种检测仪中，一般至少需要使用两个以上的ToF传感器。市场上出现的ToF传感器，以ST公司的VL53L5CX为例，该ToF传感器采用的是I2C数据通信接口。
[0003]I2C英文全称Inter
‑
Integrated Circuit，是一种串行通讯总线，使用多主从架构，由飞利浦公司在80年代开发，用于主板、嵌入式系统连接周边低速设备。实现I2C通信只需要SDA和SCL两根线即可，且所有设备都可以挂接到总线上，使用简单，硬件管脚资源占用少，几十年以来得到了非常广泛的应用。但是，在I2C总线结构中，每个I2C设备都有唯一的I2C地址，主机正是依靠这个I2C地址来准确找到挂在总线上的目标设备，来保证I2C设备访问的准确性。由于I2C地址资源是有限，在实际的工程中，经常会碰到与I2C地址有关的问题无法解决，包括：1.两个以上的I2C设备具有相同的I2C地址，在同一个I2C总线无法同时使用；2.一种I2C设备需要使用多个I2C地址。譬如，上文提及的ToF传感器，ST公司的VL53L5CX，该ToF传感器采用的是I2C数据通信接口，每个传感器仅有一个固定的I2C地址0x52，当需要在一套仪器中安装两个测距传感器的时候，不可避免就会出现I2C从机的地址冲突。
[0004]因此，一种简便易用的，在I2C从机地址冲突的时候能保证系统通信的电路，已经成为技术上的必要。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了I2C从机地址冲突的访问电路，目的在于解决现有仪器设备中中无法使用多个从机地址相同的I2C总线传感器的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术实施例之一，一种I2C从机地址冲突的访问电路，包括I2C主机、多个I2C从机、选通电路。
[0007]所述I2C主机的一个GPIO作为I2C从机选通控制管脚CTL，控制管脚CTL通过连接所述选通电路接入各个I2C从机。
[0008]所述选通电路由多个级或并联的MOS管组成。
[0009]本专利技术实施例，通过使用选通电路实现对于多个I2C从机冲突地址的选择，实现了在仪器设备中使用多个I2C从机地址相同的器件，解决了传感器I2C从机地址冲突的难题。
附图说明
[0010]通过参考附图阅读下文的详细描述，本专利技术示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本专利技术的若干实施方式，其中：
[0011]图1根据本专利技术实施例之一的地磁仪组成结构示意图。
[0012]图2根据本专利技术实施例之一的I2C从机地址冲突的访问电路示意图。
[0013]101——第一磁场传感器，102——第二磁场传感器，
[0014]200——测量探杆，
[0015]301——第一激光测距传感器，302——第二激光测距传感器。
具体实施方式
[0016]为了解决现有仪器设备中多个I2C从机冲突地址的问题，一般的做法是将相同地址的I2C设备分别挂接在不同的I2C总线上，但是这将会浪费MCU的硬件管脚资源，也使后期系统软件和硬件的维护变得更加复杂。另外，还有一些方案，包括采用译码器、模拟电子开关等等对I2C从机进行控制，虽然能够解决问题，但方案相对复杂，成本偏高。
[0017]根据一个或者多个实施例，一种I2C从机地址冲突的访问电路，包括I2C主机、2个I2C从机和I2C从机选通电路，该I2C从机选通电路包括从机选通控制模块、I2C时钟信号控制模块。
[0018]所述I2C主机，一般是MCU的I2C数字通信接口，有SDA(串行数据线)和SCL(串行时钟线)两个通信管脚，另外还使用一个GPIO管脚作为I2C从机选通控制管脚CTL；
[0019]所述I2C从机，包括两个I2C从机芯片IC1和IC2，它们的I2C地址是相同的，其中IC1的I2C通信接口管脚是SDA1(串行数据线)和SCL1(串行时钟线)，IC2的I2C通信管脚是SDA2(串行数据线)和SCL2(串行时钟线)。I2C从机IC1和IC2的SDA1和SDA2管脚都连接至MCU的SDA管脚，并通过一个上拉电阻R4(1K欧姆)连接电源VDD。IC1的SCL1管脚连接至时钟信号控制模块的MOS管Q1的漏极D1，并且通过下拉电阻R5(100K欧姆)接地。IC2的SCL2管脚连接至时钟信号控制模块的MOS管Q2的漏极D2，并且通过下拉电阻R6(100K欧姆)接地；
[0020]所述从机选通控制模块，包括两个N沟道MOS管Q3和Q4，可以选择BSS138型号的MOS管。Q3的栅极G3接MCU的I2C从机选通控制管脚CTL，源极S3接地，漏极D3通过上拉电阻R2(4.7K欧姆)连接电源VDD。Q4的栅极G4接Q3的漏极D3，源极S4接地，漏极D4通过上拉电阻R3(4.7K欧姆)连接电源VDD。从机选通控制模块可以根据控制管脚CTL的高低变化类选择需要通信的I2C从机；
[0021]所述I2C时钟信号控制模块，包括两个P沟道MOS管Q1和Q2，可以选择BSS84型号的MOS管。Q1和Q2的源极S1和S2都连接至MCU的SCL管脚，并通过一个上拉电阻R1(1K欧姆)连接至电源VDD。Q1的栅极G1连接至Q3的漏极D3，Q1的漏极D1连接至IC1的SCL1管脚。Q2的栅极G2连接至Q4的漏极D4，Q2的漏极D2连接至IC2的SCL2管脚。
[0022]为便于理解本专利技术实施例，下面简述其工作原理。
[0023]I2C从机IC1的串行数据线SDA1和IC2的串行数据线SDA2线都连接至主机的串行数据线SDA，从机IC1串行时钟线SCL1通过MOS管Q1连接至主机的SCL，从机IC2的串行时钟线SCL2通过MOS管Q2连接至主机的SCL。
[0024]当主机控制管脚CTL为高电平，则MOS管Q3的基极G3为高电平，Q3导通，漏极D3位近似接地为低电平，那么MOS管Q4的基极G4为低电平，Q4截止，漏极D4近似悬空，因为电阻R3的上拉作用，D4为高电平。
[0025]D4为高电平即MOS管Q2的基极G2为高电平，则MOS管Q2将一直处于截止状态，SCL2因为电阻R6的下拉作用，一直为低电平，从机IC2的I2C接口将一直处于非工作状态。也就是说，当主机控制管脚CTL为高电平，从机IC2的串行时钟线SCL2相当于和主机串行时钟线SCL断开，不响应任何I2C总线上的信号。
[0026]D3为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种I2C从机地址冲突的访问电路，其特征在于，包括I2C主机、多个I2C从机、选通电路，所述I2C主机的一个GPIO作为I2C从机选通控制管脚CTL，控制管脚CTL通过连接所述选通电路接入各个I2C从机。2.根据权利要求1所述的I2C从机地址冲突的访问电路，其特征在于，所述选通电路由多个级联或并联的MOS管组成。3.根据权利要求2所述的I2C从机地址冲突的访问电路，其特征在于，所述I2C从机，包括第一I2C从机和第二I2C从机，所述选通电路，用以选通第一I2C从机总线的串行时钟线SCL1或第二I2C从机总线的串行时钟线SCL2。4.根据权利要求3所述的I2C从机地址冲突的访问电路，其特征在于，所述选通电路包括第一MOS管Q1，第一I2C从机的SCL1管脚连接所述第一MOS管Q1的漏极D1，所述第一MOS管Q1的源极S1连接所述MCU的串行时钟线SCL，所述选通电路包括第二MOS管Q2，第二I2C从机的SCL2管脚连接所述第二MOS管Q2的漏极D2，所述第二MOS管Q2的源极S2连接所述MCU的串行时钟线SCL。5.根据权利要求4所述的I2C从机地址冲突的访问电路，其特征在于，所述选通电路包括第三MOS管Q3，所述第三MOS管Q3的栅极G3连接所述MCU的控制管脚CTL，所述第三MOS...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡杰，张琳，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：